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1工厂变配电一、电力系统的概述一、教学目的：1）、使学生了解变配电系统的有关知识，变配电系统中各个环节的作用。2）、工厂变配电在供电系统中所处的位置和作用。3）、用户负荷的分类4）、了解电网电压等级及电气设备的额定值得知识。5）、了解电力系统中性点的运行方式6）、工厂供电的有关知识二、教学重点：1）、对供电系统的认识及各个部分的作用。2）、电压等级的分类和设备额定值得概念。3）、电力系统中性点的运行方式三、教学内容（一）、电力系统及其组成电能不能存贮，产、供、用是同时进行，这就需要将发电、变电、输电、用电各个环节组成一个发、供、用的整体。为了提高供电的可靠性，实际中将各个单独的发电厂并联起来运行。电力系统的定义是：由不同类型的发电机、升降压变电所、输配电线路、配电装置及电能用户组成的对电能进行不间断生产、传输、分配和使用的联合系统。组成：发电厂、变、配电所机用户、电力网、发电厂：是电力网的中心环节，它将不同形式的能源转换为电能，根据转换能量的性质来分，有水力电厂，火力电厂、核电厂、风力电厂等。按电厂能量大小来分，有区域性电厂（大容量电厂）、地方性电厂（中小型电厂）、自备电厂（多数为火力电厂）。变电所：是接受电能和分配电能并改变电压的枢纽，是发电厂到用户之间的重要环节。组成：电力变压器、室内外配电装置、继电保护、自动装置及监视系统。一般将从110kv以上的网络受电把电压降到35---110kv的环节叫一次变电。供电范围大，是系统与发电厂联系的枢纽。从一次网络受电将电压将为6---10kv叫二次变电。供电范围小。电力网：是连接发电厂和用户的中间环节，是传送和分配电能的装置。按功能分为输电网和配电网。由35kv及以上的输电线路和与其相连接的变电所组成的部分叫输电网，其作用是把电能输送到各个地区或大型企业用户。由10kv及以下的配电线路和配电变压器组成的部分叫配电网，其作用是将电能送到各类用户。电力系统与单独电厂比较有以下优点：1）、提高运行的可靠性2）、利用各地区各类负荷的特点进行调配3）、减少备用机组的总容量4）、发挥各类电厂的特点，充分利用电源。5）、供电质量提高，减少电压频率的波动。（二）、用户负荷的分类：分三类第一类：中断供电造成人身伤亡、设备损坏、生产秩序不能长期恢复或城市生活2发生混乱，造成重大政治影响的场合及单位。必须有两个以上的独立电源供电。第二类：中断供电造成产量严重下降，产生次品等。用两个电源供电。第三类：一般不重要的负荷，如：学校、居民区、小市镇的公共用电。（三）、电力网的电压等级及电气设备的额定值1）、电压等级见书上P4页表1—1设备的额定值：额定电压是设备正常工作时具有最好技术经济指标的电压值。一般发电机额定电压比电网电压高5%。升压变压器与发电机相连，额定电压与发电机相同，降压变压器处于线路末端，一次额定电压与电网电压相同，二次额定电压高于线路额定电压的10%。二、电力系统中性点的运行方式电力系统中性点：指三相系统作星性连接的发电机或变压器的中性点。它的运行方式有三种：中性点不接地系统中性点经消弧线圈接地系统中性点直接接地系统（一）、中性点不接地系统（10KV系统用的较多）见书上的图P5页图1--3不接地系统中当有一相完全接地时，会出现以下情况1）、中性点对地电压变为相电压2）、完好相对地电压变为先电压3）、故障相对地点压变为零4）、接地电流是正常时一相对地电容电流的三倍由于出现一相接地时，电网线电压的大小和相位差维持不变，所以接在电网上的用电设备不受影响，可以继续工作，但不允许长期工作，规程规定，为了避免非故障相因对地电压升高而引起绝缘薄弱环节损坏造成相间短路的情况发生，以及零序电流引起的过载，中性点不接地系统中单相接地时允许继续运行两小时。接地电流形成的电弧有两种情况1）、稳定性的电弧：可能烧坏设备或造成相间短路2）、周期性或重燃间歇性的电弧：会使电网的电容、电感形成震荡，产生2.5---3倍的相电压峰值过电压。为此，不接地系统中接地电流有如下规定，1）、对于发电机和高压电动机接地电流大于5安时不能继续运行。要装设跳闸继电保护。2）、对于20KV以上的电网接地电流不能大于10A。3）、对于3—10KV电网，接地电流不能大于30A。（二）、中性点经消弧线圈接地（35----60KV系统中）为了消除35----60KV系统中接地电流经常超过允许值的情况，使接地电流减小，创造故障点自行灭弧的条件。采用中性点经消弧线圈接地的方式。见图P7页图1---5正常运行：中性点对地电压为零，消弧线圈上流过的是电容电流，当一相接地时：中性点对地电压变为负UC,加在消弧线圈上，产生一个感性电流，通过接地点的电流有感性电流，也有容性电流，这两个电流互差180度，互相补偿。根据消弧线圈的电感电流对接地电容电流的补偿程度，分为3全补偿：补偿电流等于电容电流。有可能引起电网的谐振过电压。欠补偿：补偿电流小于电容电流。在改变运行方式时出现IL=IC情况而发生谐振过补偿：补偿电流大于电容电流。实际中采用此方法（三）、中性点直接接地系统：（380V/220V系统中运行的方法）电路见P8页图1—6当发生一相接地时，形成单相短路，造成熔断器、开关断开，切除故障。此系统有以下优点：1）、单相接地其它相对地电压不升高2）、在不接地系统中发生单相接地，对人的危害大于接地系统3）、安全条件要求较高的场合，一般采用不接地系统。三、工厂供电的有关知识（一）、工厂变、配电所的作用和分类工厂变电所的作用：接受电能，变换电压，分配电能。配电所的作用：接受电能，分配电能。工厂变电所的分类：是降压变电所：分总降压变电所和车间变电所大型企业设总降压变电所，一般大多设两台变压器，35KV以上的一般放在室外，小型企业只设车间变电所，车间变电所又分为独立变电所，附设变电所，车间内变电所，地下或梁架上的变电所，户外变电所。（详细看书上P9页）。（二）、工厂供电的电压等级电压等级的确定主要决定于用电容量的大小和输电距离的远近。具体见书上P10页表1—2（三）、负荷曲线及有关数据负荷曲线：就是将用电负荷随时间的变化情况会制成的曲线。分全厂的、某一用电设备组的、有功的、无功的。可以绘制成年、月、日或工作班。常见的负荷曲线有：日负荷曲线、月负荷曲线、年负荷曲线。负荷率：规定的时间内（年、月、日），平均负荷与最大负荷的比值负荷率反映了电气设备的利用程度。年最大负荷利用小时：假定连续以最大负荷向用电设备供电，与一年内实际供应的电能相等时所需要的小时数。年最大负荷利用小时数反映了负荷曲线的平稳程度，标志着负荷的利用情况，对于导线的选用有一定意义。第二章：工厂供电系统及电力线路一、教学目的：1、熟悉工厂供电系统的组成及各部分的作用，2、熟悉工厂供电线路的分类及其应用的场合。3、熟悉各类供电线路的敷设方法，供电导线的选用。4、熟悉供电线路的维护、保养。二、教学重点：1、工厂供电线路的分类及敷设方法。2、导线的选用及运行线路的维护。三、教学内容：4第一节：厂区内供电线路的方式一、供电线路的分类：按电压等级分：高压线路（1KV及以上的线路），低压线路。按供电方式分：单侧供电线路、双侧供电线路、环形供电线路。按线路结构分：架空线路、电缆线路、户内配电线路。二、高压线路的接线方式：有放射式、树干式、环形放射式：敷设容易、维护方便、易于继电保护的整定。供电可靠性不高，一般适用三级负荷。P12页树干式：减少有色金属消耗量和变配电所的馈出线路，投资费用低，但供电所位置恰当，供电可靠性差。一般用于三级负荷。P13页环形：是树干式的另一种形式，供电线路通过联络线构成环形，提高供电可靠性。缺点是停电操作复杂。三、低压线路的接线方式：有放射式、树干式、混合式各种方式的优缺点见P15页第二节：电力线路的结构与敷设电力线路是工厂供电系统的重要组成部分，但负着输送和分配电能的任务，按结构分有架空线路、电缆线路。一、架空线路的结构与敷设：架空线路主要由杆塔、绝缘子、线路金具、导线等。有的架空线上面装有防雷线。1）、架空线路的导线：要求具有良好的导电性能、机械强度、耐腐蚀性能。材料一般有：铜、铝、钢。2）、架空线路的杆塔、横担、拉线：P18页中3)、架空线路的绝缘子合金具：P18页中4）、架空线路的敷设：1、敷设路径的选择：P18页下2、导线在杆上的排列：三相四线一般都是水平排列，零线架设在靠近电杆的位置。三相三线用三角形排列，也可水平排列，多回路导线同杆架设时，可三角、水平同时排列。电压不同的线路架设时，电压高的架在上面。3、电杆的挡距和线间距：查手册。4、架空线路安全距离：导线对地、对建筑物等查手册。二、电缆线路的结构与敷设：1）、电力电缆结构：主要由缆芯（导体）、绝缘层和保护层组成。按绝缘材料不同可分为油浸纸绝缘电缆、塑料绝缘电缆、橡胶绝缘电缆。各电缆的具体结构见书上P20页。2）、电力电缆的敷设：工厂常用的敷设方法有直接埋地、电缆沟敷设、沿墙敷设。很少采用隧道和排管敷设。直埋地敷设：深度0.7米，距建筑物基础大于0.6米，沟底垫砂子、细土。电缆沟敷设：书上21下沿墙敷设：书上22中5第三节：导线截面的选择选择导线截面，必须满足在通过正常最大负荷电流时，产生的温度不超过正常运行时的允许温度，其电压损耗不超过正常运行时允许的电压损耗，同时还要考虑最经济的电流密度，使运行中电能损耗和有色金属损耗最经济合理，架空线路还应保证足够的机械强度。有以下方法：（一）、按发热条件选导线和电缆截面：书上23页中（二）、按机械强度校验导线截面：满足P24页表2—1即可。高压线路多用钢心铝绞线，最小截面不应小于50mm2（三）、按经济电流密度选导线：（一般适用于高压线路）经济电流密度是年运行费用最低时对应的电流密度。书上26页表2---2列出了常用的电流密度，选择时参考例题2---3一起看一下（四）、按允许电压损失选导线和电缆截面：一般是按电压损失选择导线，按发热条件和机械强度进行校验。1、电压损失的计算记住书上P28页公式2—15、和2—16参看书上2---4例题2、线路各段截面相等时导线和电缆截面的选用;主要是看公式2----17及例题2---53、按有色金属选导线省略第四节：电力线路运行维护和防止故障措施一、架空线路维护1）、巡视检查周期一般每月一次，如遇雷雨、大风，临时增加巡视次数2）、巡视检查项目P31页1------8项二、电缆线路维护P32页1------5项三、架空线路故障及防止P32页1------3项第三章：电力变压器一、教学目的：1、了解电力变压器的构成及各部分的作用，2、了解电力变压器的原理3、理解电力变压器的组别意义以及组别的画法。4、变压器油的作用二、教学重点：1、变压器的构成及各部分的作用。2、变压器组别的画法3、变压器铭牌参数的意义三、教学内容：第一节：变压器的结构原理一、变压器的分类;按相数分：单相和三相。按绕组的数目分：双绕组、三绕组、多绕组、自耦变压器6按冷却方式分：空气自冷、油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷按调压方式分：有载调压、无载调压电力系统中应用最广泛的是油浸双绕组变压器二、变压器构成：1）、铁芯：是变压器的磁路部分。用0.35---0.5mm厚的两面绝缘的高导磁硅钢片叠成。2）、绕组：是变压器的电路部分，由绝缘的圆形或矩形线圈组成。3）、油箱及附件：油箱上有油枕，有绝缘套管及分接头等三、变压器的工作原理，等值电路和向量图1）、工作原理：（空载运行）单相变压器的空载运行示意图见书上P26页图3----15从图知：空载时原边电流I0、原绕组压降I0•r1等各量之间关系如下E1I0I0•N1ΦmE2ΦL1jX1·I0I0·r1空载运行时，原、付绕组的电势方程为空载时的二次电压等于二次感应电势变压比为：空载时各向量之间的关系如右图：空载向量图72）、单向变压器的负载运行变压器二次接上负载时，原来空载时的磁势平衡被打破，二次绕组中的电流产生磁通，对原来主磁通是一个抵消的作用，为了维持总的励磁磁通不变，一次电流必然要增加，补偿二次电流的影响，最后达到新的磁势平衡。其方程式为两边除以N1得